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关于“嵌固层”和“嵌固部位”问题

关于结构底部嵌固层及上部结构嵌固端的刚度比问题,不少网友没闹明白 1)《高规》第3.5.2条第2款中“对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5”; 2)《高规》第5.3.7条规定“地下一层与首层的侧向刚度比不宜小于2”。

这两条规定不矛盾,1)指的是,首层与二层的侧向刚度比(当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时),2)指的是地下一层与上部结构首层的比值。

《高规》第3.5.2条第2款的规定,较适合于上部结构的嵌固端为绝对嵌固(不带地下室,将地下室顶板标高确定为嵌固端,嵌固端的水平位移、竖向位移和转角均为零)的计算模型。

关于2)条中比值2的限值合理性问题,可查阅《筏基规范》及我的新抗规书。

我们事务所一般做法:计算时取基础顶面做结构计算嵌固端,构造上满足首层结构嵌固;约束边缘构件从负一层开始设置。而现新抗规及新高规都明确规定:

《抗规》6.1.10.3款;《高规》7.1.4.3款

1、规范6.1.14条1、3、4款为满足结构首层嵌固的强度要求;第2款为刚度要求,整个条文说明均为满足强度要求的解释而无关于刚度比取2的相关解释;

2、高规5.3.7条规定刚度比计算按附录E.0.1条计算,即按等效剪切刚度比进行计算;相关范围的规定(抗规不超过20米、高规不超过三跨,不统一)有待商榷(高层、超高层基地剪力相差很大,对首层传递影响应该不同);

3、条文解释表明:整个结构应该在首层以上部位出现塑性铰,地下一层不应屈服;实际上当地下一层不屈服时地下室各层均不会出现屈服;

从以上可以看出规范6.1.14条所说的嵌固端应该为抗震设计 中概念设计的嵌固端即为出现塑性铰分布的下端,而并非结构 力学计算的嵌固端。

? 因此应将规范中的嵌固端区分为计算嵌固端与构造(概念设计)嵌固端;若将计算嵌固端选取在首层则会造成结构刚度偏大;

? 计算时取基础顶面作为结构力学的计算嵌固端,地下室顶板即首层作为构造嵌固端并满足抗规6.1.14条的所有强度要求;

? 底部加强区应从地下室一层开始设置,无须满足《抗规》6.1.10.3款及《高规》7.1.4.3款规定的底部加强区延伸至基础顶面;

无论计算嵌固端选取在任何位置,由于 地下室周边有很大的刚度的侧墙并受周边岩土的约束,在地震作用下其侧向位移受到限制,所以地下室对高层建筑上部结构的嵌固效果是客观存在的,上部结构的水平地震作用要通过地下室顶板进行传递也是必然的,高层建筑地下室顶板即首层楼板必须具有较强的整体性和刚度,可将高层建筑的水平地震作用有效的传递到地下室周边岩土中去;通过相关计算分析可知塔楼一定范围内结构(纯地下室框架)水平剪力递减较快,但仍然存在一定的内力,而实际工程中经常会出现塔楼与室外顶板有较大的高差,如下图所示:

实际工程情况 解决方法一:

将高差分成几个较小的高差,并在高差处设置较宽的梁, 加强该梁的抗扭能力 解决方法二:

通过在上下梁板端采取加腋方式

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